Stale Read 的使用场景

本文档描述了 Stale Read 的使用场景。Stale Read 是 TiDB 应用的一种机制，用于读取存储在 TiDB 中的历史版本数据。通过该机制，你可以读取某一特定时间点或在指定时间范围内的对应历史数据，从而节省存储节点之间数据复制带来的延迟。

在使用 Stale Read 时，TiDB 会随机选择一个副本进行数据读取，这意味着所有副本都可以用于数据读取。如果你的应用不能容忍读取非实时数据，则不要使用 Stale Read；否则，从副本读取的数据可能不是写入 TiDB 的最新数据。

场景示例

如果一个事务仅涉及读取操作，并且在一定程度上容忍数据的陈旧性，可以使用 Stale Read 获取历史数据。使用 Stale Read 时，TiDB 会将查询请求发送到任何副本，可能会牺牲部分实时性能，从而提高查询的吞吐量。特别是在查询小表的场景中，如果使用强一致性读取，可能会导致领导节点集中在某个存储节点上，造成查询压力集中，从而成为整个查询的瓶颈。而 Stale Read 可以提升整体查询吞吐量，显著改善查询性能。

使用方式

TiDB 提供在语句级、会话级和全局级别执行 Stale Read 的方法，具体如下：

• 语句级
  • 指定精确时间点（推荐）：如果你需要 TiDB 从某一特定时间点读取全局一致的数据，且不违反隔离级别，可以在查询语句中指定该时间点的对应时间戳。详细用法请参见 AS OF TIMESTAMP clause。
  • 指定时间范围：如果你需要 TiDB 在不违反隔离级别的前提下，读取时间范围内尽可能新的数据，可以在查询语句中指定时间范围。在指定的时间范围内，TiDB 会选择一个合适的时间戳读取对应的数据。“合适”意味着在该时间戳之前没有开始但尚未提交的事务，即 TiDB 可以在访问的副本上执行读取操作，且读取操作不会被阻塞。详细用法请参考 AS OF TIMESTAMP Clause 和 TIDB_BOUNDED_STALENESS function 的介绍。
• 会话级
  • 指定时间范围：在一个会话中，如果你希望在后续查询中，TiDB 在不违反隔离级别的前提下，读取时间范围内尽可能新的数据，可以通过设置 tidb_read_staleness 系统变量来指定时间范围。详细用法请参见 tidb_read_staleness。

此外，TiDB 还提供通过设置 tidb_external_ts 和 tidb_enable_external_ts_read 系统变量，在会话或全局级别指定精确时间点的方式。详细用法请参见 使用 tidb_external_ts 执行 Stale Read。

降低 Stale Read 延迟

Stale Read 功能会周期性地推进 TiDB 集群的 Resolved TS 时间戳，确保 TiDB 读取符合事务一致性的数据。如果 Stale Read 使用的时间戳（例如，AS OF TIMESTAMP '2016-10-08 16:45:26'）大于 Resolved TS，Stale Read 会触发 TiDB 先推进 Resolved TS 并等待推进完成后再读取数据，从而导致延迟增加。

为了降低 Stale Read 的延迟，你可以修改以下 TiKV 配置项，使 TiDB 更频繁地推进 Resolved TS 时间戳：

[resolved-ts]
advance-ts-interval = "20s" # 默认值为 "20s"。你可以将其设置为更小的值，例如 "1s"，以更频繁地推进 Resolved TS。

限制

当对某个表的 Stale Read 查询被下推到 TiFlash 时，如果该表在查询指定的读取时间戳之后执行了更新的 DDL 操作，查询将返回错误。这是因为 TiFlash 只支持读取具有最新 schema 的数据。

以以下表为例：

create table t1(id int);
alter table t1 set tiflash replica 1;

在一分钟后执行以下 DDL 操作：

alter table t1 add column c1 int not null;

然后，使用 Stale Read 查询一分钟前的数据：

set @@session.tidb_enforce_mpp=1;
select * from t1 as of timestamp NOW() - INTERVAL 1 minute;

TiFlash 会返回如下错误：

ERROR 1105 (HY000): other error for mpp stream: From MPP<query:<query_ts:1673950975508472943, local_query_id:18, server_id:111947, start_ts:438816196526080000>,task_id:1>: Code: 0, e.displayText() = DB::TiFlashException: Table 323 schema version 104 newer than query schema version 100, e.what() = DB::TiFlashException,

为了避免此错误，你可以将 Stale Read 指定的读取时间戳更改为 DDL 操作之后的时间。